道路因素与交通安全

道路交通安全道路交通安全安全技术与环境工程系道路因素与交通安全道路因素对交通安全的影响平面线形的设计要求道路的基本概念Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页一、交通系统的组成人道路车辆Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页二、交通事故分析存在的偏见经常将事故归咎于“人为造成”。许多国家的公众舆论与交通管理机构的官方统计都简单地认为，事故的根本原因是驾驶员的粗心和错误以及汽车的机械问题，而忽视了“路”在交通事故中的作用。例:原因美国（%）英国（%）澳大利亚（%）单纯路324单纯人576567单纯车224路和人372424人和车644路和车111人、车、路共同313Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页三、道路因素对交通安全的影响1.道路因素在事故的发生过程中起着不可忽视的作用。2.证明：交通事故的“事故多发地段的非移动”特性。事故特性3.事故多发地点（段）在较长的统计周期内(1～3年)，发生的道路交通事故数量或特征与其他正常位置相比明显突出的道路位置(路段、区域或点)，国外称为Accident-proneLocations，HazardousLocations或称Black-spots。Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页事故多发地段工贸到南桥头下行段，五车道合为二车道，极易引发交通事故Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页事故多发地段Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页事故多发地段Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页四、交通安全对道路设计构造的基本要求1.合理的线形－消除事故隐患•道路设计应尽量满足车辆运动特性和驾驶员心理效应的要求，便于驾驶员能够快速作出正确抉择；•提供一条清晰醒目的行车方向是个基本要求；•足够的视距是保证道路行车安全的重要因素之一Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页弯道处理弯道半径15米，改善视距。Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页四、交通安全对道路设计构造的基本要求2.宽容的设计－减轻事故损失，与自然环境合谐宽容设计理念是指在一定程度上驾驶员允许操作失误或操作错误司机过错不应以生命为代价！？Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页宽容的路侧边坡设计设计原则：确保大多数车辆驶出路外能安全返回行车道。设计参数：坡度、边坡高度等。Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页宽容的路侧边坡设计设计原则：确保大多数车辆驶出路外能安全返回行车道。设计参数：坡度、边坡高度等。Ⅰ道路因素对交通安全的影响Back下一页上一页路侧边坡,边沟设计不规范？道路因素对交通安全的影响平面线形的设计要求道路的基本概念II道路基本概念Back下一页上一页一、道路等级划分1.概念道路：供各种车辆（无轨）和行人等通行的工程设施。我国按照道路使用特点，可分为城市道路、公路、厂矿道路、林区道路和乡村道路。II道路基本概念Back下一页上一页2.公路：连接各城市、城市和乡村、乡村和厂矿地区的道路根据交通量、公路使用任务和性质，将公路分为以下五个等级：高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路公路II道路基本概念上一页下一页（1）高速公路：是具有特别重要的政治经济意义的公路，有四个或四个以上车道，并设有中央分隔带、全部立体交叉并具有完善的交通安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出入，专供汽车高速行驶的专用公路。能适应年平均日交通量（AADT）25000辆以上。147271522574652114516032141342247718733116051631419437251302974534288400000500010000150002000025000300003500040000198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005高速公路通车里程(km)II道路基本概念上一页下一页高速公路通车里程年均递增477.1公里II道路基本概念上一页下一页（2）一级公路：是连接重要政治经济文化中心、部分立交的公路，一般能适应AADT=10000～25000辆。II道路基本概念上一页下一页（3）二级公路：是连接政治、经济中心或大工矿区的干线公路、或运输繁忙的城郊公路，能适应AADT=2000～10000辆。II道路基本概念上一页下一页（4）三级公路：是沟通县或县以上城市的支线公路，能适应AADT=200～2000辆。（5）四级公路：是沟通县或镇、乡的支线公路，能适应AADT＜200辆。Ⅰ道路基本概念上一页下一页道路因素对交通安全的影响平面线形的设计要求道路的基本概念Ⅲ平面线形平面线形几何要素上一页下一页直线平面线形圆曲线缓和曲线平面线形设计：按照地形、地物和沿线环境条件，对三个几何要素进行合理的组合，满足行车安全、舒适、美观和工程经济的要求。Ⅲ平面线形一、直线上一页下一页1．直线线形的特性直线是平面设计的基本要素之一，它具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点；直线线形简单，容易测设；但过长的直线，线形呆板，行车单调，易使驾驶员产生疲劳，也容易发生超车和超速行驶；行车中驾驶员估计前方车距不准；夜间行车时，对向车容易产生眩光；这些都对行车安全不利；直线线形布线缺乏灵活性，不易与地形、地物等自然环境相协调。特别是在山区和丘陵区，采用过长的直线，会破坏自然环境，造成大填大挖，加大工程造价。Ⅲ平面线形一、直线上一页下一页2．运用直线线形的标准和限制运用直线线形时，应根据路线所处地段的地形、地物、地貌，并考虑驾驶者的视觉、心里状态等合理布设。直线线形不宜过短，其最小直线长度为（V≥60km/h）最大长度的规定：德国规定不超过20u（u为设计车速，用km/h表示，20u相当于72s行程），前苏联规定为8km，美国为4.83km。而我国现今尚无规定。计算车速（km/h）1201008060同向曲线间(6v)(m)720600480360反向曲线间(2v)(m)240200160120Ⅲ平面线形二、平曲线半径1．平曲线半径对交通安全的影响理论：在平曲线上，车辆的离心力F∝1/R，即平曲线半径越小，产生的离心力越大，越容易发生滑移、倾覆翻车事故。统计：有10％以上的交通事故发生在平曲线上，平曲线半径越小，发生事故概率越高，参看图。上一页下一页Ⅲ平面线形二、平曲线半径上一页下一页曲线拐点10002000300040000事故次数/次美国公路事故次数与平曲线半径关系1968年Ⅲ平面线形上一页下一页曲线半径与影响系数的关系平曲线半径R≤50100～150200～300400～6001000～2000R≥2000RF5.44.462.251.61.251二、平曲线半径Ⅲ平面线形上一页下一页二、平曲线半径2．平曲线半径的确定依据在高速公路平面定线中，大半径的圆曲线往往是首选的要素，以改善车辆在曲线上的行驶条件。平曲线半径不能过小，平曲线半径值的限定主要根据汽车行驶横向稳定性(滑移、倾覆)而定，并以滑移稳定控制。Ⅲ平面线形上一页下一页二、平曲线半径2．平曲线半径的确定依据重力W平行路面的分力WP垂直路面的分力Wn，离心力F(F＝W·v2/gR)平行路面的分力FP垂直路面的分力Fn。WWpWnFFnFp(3)(1)(2)合力可能方向Rα曲线内侧Ⅲ平面线形当WP＝FP时，合力垂直于路面，见图中(1)，此时无横向滑移倾向；当WPFP时，合力倾斜向曲线内侧，见图中(2)；当WPFP时，合力倾斜向曲线外侧，见图中(3)当WP＝FP时，即：下一页上一页2WvWsin=cosgR2vtan=i=gR超Ⅲ平面线形将速度v的单位由“m／s”换为“km／h”，则可得完全无横向滑移倾向的理想状态时求算超高i超和与此相适应的半径R的计算公式如下：Back下一页上一页22vi=127RvR=127i超超Ⅲ平面线形Back下一页上一页当WPFP时，则相当于超高横坡较大，而车速很小或静止状态的情况，此时汽车向曲线内侧滑移的倾向一般可由路面的横向摩阻力所平衡。当WPFP时，则相当于汽车在小半径曲线上高速行驶，此时产生了促使车辆向曲线外侧滑移的横向力，当车辆轮胎与路面之间的摩阻力不足以抗衡横向力时，汽车将产生侧向滑移。Ⅲ平面线形Back下一页上一页如以下式μ表达为横向力系数，即：PPnnFWFcosWsin==F+WFsinWcos由于α很小，一般不大于7°，则Fsinα≈0，则可得：2vR=127+i超当汽车在双向路拱外侧(不设超高)行驶时2vR=127iⅢ平面线形横向力系数μ的选用Back下一页上一页行驶稳定性与μ值的关系μ值行驶稳定性0.15～0.16干燥与潮湿路面均可以较高速度行驶0.07路面结冰也能安全行驶Ⅲ平面线形乘客舒适程度与μ值的关系Back下一页上一页μ值乘客舒适程度0.10不感曲线存在，很平稳0.15略感曲线存在，尚平稳0.20已感曲线存在，已感到不平稳0.35感到有曲线存在，感到不平稳≥0.40转弯时已非常不稳定，站不住，而有倾倒危险Ⅲ平面线形综上所述，μ值必须加以限制。根据我国研究资料，采用的最大横向力值如表Back下一页上一页设计速度(km/h)1201008060403020最大横向力（μmax）0.100.120.130.150.150.160.17根据所在地区的气候，一般规定最大超高值如表公路所在地区的气候高速公路、一级公路二、三、四级公路一般地区（%）10或88积雪冰冻地区（%）66Ⅲ平面线形3．平面曲线最小半径的确定Back下一页上一页(1)极限最小半径是指圆曲线半径采用的最小极限值。当地形条件很困难或受其他特殊情况限制时方可采用。例设计速度V(km/h)1201008060403020一般地区μmax0.100.120.130.150.150.160.17最大超高(imax)0.105703602201155030150.086504002501255530150.06710440270135603515Ⅲ平面线形3．平面曲线最小半径的确定Back下一页上一页(2)一般最小半径是指在通常情况下汽车依设计车速能安全、舒适行驶的最小半径，是设计时建议采用的值。例设计速变(km/h)1201008060403020μ值0.050.050.060.060.060.050.05i值0.060.060.070.080.070.060.06一般最小半径(m)10007004002001006530Ⅲ平面线形3．平面曲线最小半径的确定Back下一页上一页(3)不设超高最小半径是指道路曲线半径较大、离心力较小时，汽车沿双向路拱（不设超高）外侧行驶的路面摩擦力足以保证汽车行驶安全稳定所采用的最小半径。例设计速度(km/h)1201008060403020不设超高最小半径(m)路拱≤2%5500400025001500600350150路拱＞2%7500525033501900800450200Ⅲ平面线形4．最小半径的选用Back下一页上一页各级公路设计，应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径，极限最小半径一般尽可能不用；当不得已采用极限最小半径时，应注意前后线形的协调。一般最小半径的推荐值，从国内调研资料看，行车安全及舒适感基本能得到保证。但不少省区认为《规范》规定的一般最小半径对应的超高值偏大，最小半径不适宜作为一般控制条件，一般最小半径的推荐值宜按2%超高对应半径控制比较符合实际。Ⅲ平面线形4．最小半径的选用Back下一页上一页圆曲线半径较小时，车辆行驶速度一般会有所降低。但对于陡的下坡路段，往往由于汽车的动量关系，容易导致车辆加速行驶，造成圆曲线上车速增高，影响行车安全。因此，公路平面必须设置小于一般最小半径的小半径曲线时，应根据纵坡设置情况适当加大曲线半径。设置大半径平曲线，必然会产生两种不利情况，一是为控制曲线长度易形成小偏角，二是为加大偏角而设置长大曲线。对应于长直线，车辆行驶在长大曲线上，尽管曲线本身较直线柔